Загадки астрономии - Отто Байндер

Перигелий Адониса, таким образом, находится недалеко от орбиты Меркурия, отстоящего от Солнца в среднем на 58 млн. км. Поскольку афелий Меркурия лежит в 69 млн. км от Солнца, Адонис пересек его орбиту.

Рис. 8. Астероиды с эксцентрическими орбитами, пересекающие орбиту Земли на пути к перигелию.

В 1950 г. был открыт астероид Икар. На глазах зачарованных астрономов, наблюдавших его и вычерчивающих его орбиту, крошечный космический странник (диаметром около 1 км) вошел внутрь орбиты Меркурия, миновав его афелий, и все еще продолжал свое движение к Солнцу. Наконец, оставив позади и перигелий Меркурия (45 млн. км от Солнца), Икар установил своеобразный рекорд. Он подошел к Солнцу на 28 млн. км — ближе всех известных нам небесных тел, за исключением комет. Отсюда Икар и все другие астероиды с большим эксцентриситетом поворачивают назад, направляясь к своему афелию между Марсом и Юпитером, чтобы присоединиться к своим собратьям. Но по меньшей мере один из них, Гидальго, — мятежник, который пересекает орбиту Юпитера и достигает афелия почти за пределами орбиты далекого Сатурна. Эрос также совершает свое обращение в гордом одиночестве: его траектория на 65 % лежит в пределах орбиты Марса. Он обращается вокруг Солнца за 643 дня, то есть быстрее, чем за марсианский год — 687 дней.

Загадка 6. Может ли астероид столкнуться с Землей?

Гигантские кратеры были оставлены астероидами, движущимися вокруг Солнца внутри орбиты Марса, которые встретились с Землей в момент пересечения ее орбиты. Если бы астероид, образовавший кратер Чабб, упал в пределах Нью-Йорка, он выбил бы дымящуюся воронку диаметром 3 км, после чего ударная волна сравняла бы с землей все небоскребы.

Но, к счастью, орбиты капризных странников обладают эксцентричностью двоякого рода. Они не только представляют собой чрезвычайно вытянутые эллипсы, «нанизанные» на Солнце, но и имеют большие наклонения, (угол наклона плоскости орбиты к плоскости эклиптики). Поэтому вероятность встречи Земли и астероида очень мала, так же как и двух искусственных спутников, вращающихся вокруг Земли по экваториальной (в направлении восток-запад) и полярной (север-юг) орбитам, даже если они летают на одной и той же высоте. Подсчитано, что один только Гермес может в будущем подойти к Земле ближе, чем Луна, но и тогда расстояние до него составит не менее 350 000 км.

Однако такое поведение не является образцом для еще не открытых астероидов, которые одновременно с Землей могут оказаться в точке пересечения орбит. Периодически открываются новые астероиды с большим эксцентриситетом. Последним был Географос (1954) с перигелием на расстоянии 122 млн. км от Солнца — между орбитами Земли и Венеры. Телескопы, вынесенные за пределы земной атмосферы, например орбитальная астрономическая обсерватория, смогут в условиях прекрасной видимости зарегистрировать десятки или даже сотни не известных ранее астероидов.

Среди них может оказаться Гипотезус — не открытый пока астероид с перигелием на расстоянии 150 млн. км от Солнца. Его орбита не пересекала бы, а лишь касалась орбиты Земли. При нулевом наклонений орбиты такой астероид на одном из своих витков вступил бы в состязание с Землей — кто быстрее достигнет точки пересечения орбит? Гонка закончилась бы вничью — столкновением.

Рис. 9. Орбита неоткрытого астероида Гипотезус, который при помощи реактивных двигателей будущего можно будет перевести на околоземную орбиту и использовать для решения многих практических задач космонавтики.

Есть некоторая вероятность того, что Гипотезус существует, а с ним связан один приятный сюрприз.

Загадка 7. Может ли Гипотезус оказаться полезным, а не только угрожать Земле?

Можно считать удачей, заявляет Коул, если Гипотезус будет с большой скоростью приближаться к Земле для лобового столкновения, но при том условии, что это произойдет после 1970 г. К тому времени мы будем располагать космическими кораблями с обученными экипажами, которые высадятся на мчащуюся бомбу-астероид до столкновения ее с Землей. Затем, закрепив мощные ядерные ракетные двигатели или заложив термоядерный заряд, можно было бы при помощи реактивных сил замедлить астероид и перевести его на земную орбиту. Это не только предотвратило бы разрушения на Земле, но и предоставило бы нам прекрасную космическую станцию гигантских размеров, и все это без больших затрат и усилий, связанных с производством и сборкой станции по частям.

Коул привел результаты точных инженерных расчетов мощности ракеты, необходимой для захвата астероидов диаметром до 5 км.

Такой мощностью, хотя она намного превосходит мощность «Новы» (самой большой ракеты на химическом топливе, планируемой НАСА), человечество будет располагать, возможно, после 1970 г., когда станут доступными ядерные ракетные двигатели.

Недалеко то время, когда астероиды будут «отлавливаться» в космосе и поставляться на Землю. Вероятно, предприимчивая фирма будущего, производящая космические ракеты, займется выгодным делом — доставкой драгоценных астероидов на околоземную орбиту и их разработкой. Особо ценным материалом были бы не золото и драгоценные камни, а руды металлов и других полезных ископаемых. Например, астероид, состоящий на 90 % из чистого железа и весящий несколько триллионов тонн, был бы истинным кладом, ибо богатые запасы железной руды на Земле уже подходят к концу.

А если замерзшие озера взорвавшейся Астероидии, разлетевшиеся в виде гигантских ледников, разместить вдоль орбиты Земли, они обеспечили бы неисчерпаемый источник воды. Межпланетные экспедиции наполняли бы здесь свои трюмы, вместо того, чтобы ценой большого труда при помощи дорогостоящих ракет поднимать воду с поверхности Земли.

Ледяной спутник может оказаться полезным и в другом отношении. Лед или воду легко можно было бы разложить на кислород и водород — двух неразлучных спутников в космических путешествиях человека, необходимых для дыхания космонавтов и заправки топливных отсеков. Это способствовало бы развитию космических исследований.

Такие дерзкие предприятия в космосе сегодня кажутся фантастическими. Но их осуществление может составить далеко не самую примечательную часть жизни наших внуков. Те ученые-критики сегодняшнего дня, которые высмеивают «дикие» идеи освоения космоса, в будущем сами могут быть осмеяны. Им стоит напомнить о Ньюкомбе, авторитетном ученом эпохи освоения воздушного пространства, который в 1902 г. математически «доказал», что летающая машина тяжелее воздуха — неосуществимая мечта человечества.

Более дальновидные специалисты считают, что техника перемещения в пространстве небольших астероидов в качестве «оборудования» для космических исследований будет разработана до 1975 г. Еще не стихнет эхо авторитетных возгласов «невозможно!», а отважные космонавты уже будут буксировать к Земле нужные экземпляры, отобранные из многих тысяч астероидов.

Глава VI

Гиганты среди гигантов

От крошечных астероидов мы перейдем к четырем гигантам — Юпитеру, Сатурну, Урану и Нептуну. Они получили различные титулы, каждый из которых подчеркивает их размеры, — большие планеты, семейство Юпитера, газовые гиганты.

Существует еще одна, последняя планета, Плутон, не включенная в группу больших планет из-за малых размеров и других особенностей.

Название «газовые гиганты», вероятно, лучше всего характеризует «большую четверку», ибо все они имеют низкую плотность. По-видимому, они в основном состоят из газов с незначительными примесями более тяжелых элементов или металлов, характерных для планет земной группы.

Эта теория подтверждается спектроскопическими наблюдениями, свидетельствующими о высоком содержании водорода — самого легкого газа — в атмосферах членов «большой четверки». Этот газ, редкий в атмосферах планет с малой силой тяжести, удерживается «мертвой хваткой» массивных гигантов и образует молекулы двух газов — метана (СН4) и аммиака (NH3).

Считается, что смесь газов должна составлять от 50 до 80 % полной массы газовых гигантов, в то время как общее количество твердого вещества в их ядрах должно быть сравнительно мало. Миниатюрные каменные или металлические ядра могут быть окружены очень толстым слоем льда и твердого аммиака, находящимся под высоким давлением и покрытым полужидким слоем сильно сжатого газового тумана.

Сходство этих четырех планет дополняется другими общими свойствами: низкой средней температурой, высоким атмосферным давлением на поверхности, многочисленными спутниками, достигающими иногда размеров «настоящих» планет, высокими значениями первой космической скорости (минимальная скорость, необходимая для преодоления силы тяжести планеты) и удивительно короткими сутками — следствие быстрого вращения. Однако каждый из них обладает отличительными особенностями. В этой главе мы познакомимся с двумя из четырех больших планет — Юпитером и Сатурном; Уран и Нептун будут рассмотрены в следующей главе. В порядке удаления от Солнца мы начнем с полосатой планеты, находящейся на расстоянии 800 млн. км.